扣件式钢管高大模板支撑体系的施工安全研究

莫谎，周淳

（1 石屏县建筑工程安全质量监督站，云南 红河 662200；2 云南建投第四建设有限公司，昆明 650500）

1 引言

随着社会经济的高速发展，人们对建筑物的结构、功能的要求越来越高，导致超常规的多功能、大空间、大跨度的混凝土结构越来越多，这类工程需要以高大模板支撑体系为施工保障。扣件式钢管高支模是最常见的高大模板支撑体系，其水平混凝土构件的模板支撑系统高度超8 m，或跨度超18 m，施工总荷载＞10 k N/m2，或集中线荷载＞15 kN/m[1]。其施工技术要点包括：合理选用原材料，模板支撑体系的搭设、安装和拆除，梁、板模板的施工；管理的手段包括：规范审批流程，优化施工方案，严格地现场验收等。虽然扣件式钢管高支模体系在现代工程中得到了广泛应用，但其模板支撑体系大多属于超高、超限模板，往往因设计方案、施工构架不科学，现场管理不合理等，难以在实际施工中发挥其作用，甚至建筑坍塌等事故时有发生。

大量学者和工程技术人员对扣件式钢管高支模体系进行了研究，夏永峰[2]研究了高支模的施工难点和施工工艺，薛炳泉等[3]基于理论计算分析了如何正确规范地运用高支模体系，徐登周等[4]提出了验算高支模安全性的简易方法，李海波[5]探讨了高支模的施工管理要点，周继忠[6]以事故调研为切入点分析了如何做好高支模工程的安全监理，等等。

综上所述，扣件式脚手架高大模板支撑体系必须经过严格的受力分析，以保证设计方案科学、合理，支撑体系的结构设计应与高大模板的特性相结合，在施工过程中严格把控现场管理，避免发生安全、质量事故，从而确保整个工程高效、安全、高质量地完工。

本文以云南省某仓库工程为例，结合工程实践中的难点、风险点，对扣件式钢管大模板支撑体系的施工与安全管理进行了分析，重点剖析了梁、板模板设计原则及相应的施工工艺，并进一步探讨了其现场施工管理的方案。

2 支撑体系技术方案

云南省某仓库工程，由8 栋仓库组成，均为钢筋混凝土框架结构，地上2 层，1 层层高5.1 m，2 层层高10.0 m（梁最大跨度18 m），建筑总高度15.4 m。地梁、基础承台混凝土为C30，基顶框架柱混凝土为C35，屋面框架柱混凝土为C30，框架、梁板混凝土均为C30。

该仓库为工业厂房，单层面积大，层高高，结构跨度大。结合该工程的实际情况，梁板模板采用木模板，面板为18 mm厚的木层板，梁底模为50 mm×100 mm 木方，梁侧模主楞为50 mm×100 mm 木方，次楞为50 mm×100 mm 木方，采用扣件式钢管脚手架作为模板支撑架，满堂搭设。

2.1 模板支撑体系设计

2.1.1 梁模板及支撑

梁模板及支撑体系如图1 所示，由支撑立杆和横杆构成，梁底增加2 道承重立杆，采用U 形托撑调节立杆高度和承重，梁底垂直于梁截面设3 根50 mm×100 mm 木方；钢管类型为φ48 mm×3.0 mm，采用扣件连接方式；梁侧模内龙骨纵向布置，内龙骨为50 mm×100 mm 木方，共设7 道，外龙骨同样为50 mm×100mm 木方；此外，布置3 道对拉螺栓。梁模板及支撑体系基本参数取值如表1 所示。

表1 梁模板及支撑体系参数

图1 梁模板及支撑体系

2.1.2 板模板及支撑

板模板及支撑体系如图2 所示，楼板现浇层厚度120 mm，模板支撑体系同样由立杆和横杆组成，钢管类型为φ48 mm×3.0 mm，采用扣件连接方式。板模板及支撑体系基本参数取值如表2 所示。

表2 梁模板及支撑体系参数

图2 板模板及支撑体系

楼板现浇厚度0.12 m，模板支架搭设高度10.00 m，搭设尺寸为：立杆的纵距b=0.95 m，立杆的横距l=0.95 m，立杆的步距h=1.65 m；模板面板采用层板，厚度为18 mm，板底木楞截面宽度50 mm；高度100 mm；间距300 mm；采用的立杆的上端伸出至模板支撑点长度0.30 m。

2.2 梁、板模板施工工艺

2.2.1 梁模板施工工艺

工艺流程：立杆、拉杆安装→梁底模安装→梁钢筋绑扎→侧模安装→侧模加固→校正→预检。

梁底支撑由2 排普通钢管（φ48 mm×3.0 mm）和满堂架刚性连接而成，立杆横向和纵向之间的间距及步距应符合本方案“模板支撑设计”的规定。立杆上端由U 形托调节高度，伸出长度不大于200 mm；立杆下端垫有脚手板，尺寸为50 mm×250 mm×4 000 mm。

立杆连接方式为对接，轴心受压，从而增强稳定性；扫地杆、水平拉杆由扣件进行对接，剪刀撑连接方式为搭接，且搭接长度应大于1 000 mm，搭接部位由3 个扣件组成，2 端扣件离钢管端头不小于100 mm。梁侧主龙骨与梁底小横杆用卡子连接至固定梁底。

梁支模施工工序：铺设梁底、轴线标高检查校正、固定、梁钢筋绑扎，侧模安装。

2.2.2 板模板施工工艺

工艺流程：立杆安装→主次龙骨安装→立杆高度调节→多层板模板铺设→测平、标高调节→拉杆安装→预检。

楼板模板支撑架采用普通钢管（φ48 mm）满堂支撑体系。立杆上端由U 形托撑调节高度，且伸出长度不大于200 mm；立杆下垫脚手板，尺寸50 mm×250 mm×4 000 mm。扫地杆离地不大于200 mm，最上面的一步拉杆到支撑点的距离不得大于500 mm。

剪刀撑设置：四周为外立面，整个高度和长度上连续设置；支架内部：整个长度和高度上每隔5～6 m 连续设置；剪刀撑与地面夹角：45°～60°。在扫地杆处、腰梁上水平拉杆处、最上面的一步水平杆处各设置1 道水平剪刀撑（扫地杆高度不大于200 mm）。

在楼板支架外侧及中间有结构柱的部位，根据柱间距水平方向、竖向上按3 m 间距设置刚性连接点，将立柱与结构实体连接，连墙件拉杆至少与2 排立杆连接。同时，在腰梁面预埋钢管，用十字扣件和水平杆件连接（每跨梁上至少预埋1 个点）。

立杆连接方式为对接，轴心受压，从而增强稳定性；扫地杆、水平拉杆由扣件进行对接，剪刀撑连接方式为搭接，且搭接长度应大于1 000 mm，搭接部位由3 个扣件组成，两端扣件距离钢管端头不小于100 mm。梁侧主龙骨与梁底小横杆用卡子连接至固定梁底。同一步距之内不得设置2 个相邻立杆接头，且接头沿竖向的错开距离应大于500 mm，距离主节点的距离小于1/3 步距。

平台板铺完成铺设后，测量模板标高，并采用靠尺找平。

本工程扣件式钢管高大模板支撑体系铺设完成后的效果如图3 所示。

图3 扣件式钢管高大模板支撑体系铺设完成效果

2.3 方案论证及交底

2.3.1 方案论证

结合实际情况及相关规范要求，编制高大模板支撑体系专项施工方案，并组织5 人及以上的专家进行论证，论证后形成书面意见。结合论证意见对方案进行修改完善，上报专家重新审核确认，并经施工企业技术负责人、总监理工程师及建设单位项目负责人批准后，方可组织实施。

2.3.2 方案交底

方案编制、修改、审批完善后，由项目技术负责人向全体管理人员进行交底，确保管理人员掌握架体搭设的施工工艺、搭设要求及技术安全保证措施。

3 现场实施管理

3.1 人、材、机管理

与有架体搭设专业资质的劳务公司签订施工合同。对施工作业人员进行安全、技能方面的培训，作业人员均需持证上岗，施工作业前，由现场管理人员进行安全技术交底，交底后方可施工。

与有相应资质的租赁公司签订租赁合同。对钢管扣件进行现场抽检，送检合格后方可租赁。制订完整的材料需要量计划，有序组织材料进场，减少现场二次转运。由专人对进场的钢管扣件的规格、型号、壁厚、破损锈蚀程度等进行验收，验收合格后方可使用。

现场使用的塔吊、汽车吊必须完成备案后方可使用，过程中加强监管，确保安全使用。

3.2 现场验收

第1 阶段：在搭设架体扫地杆、立杆时，对其立杆垫块、间距、钢管、扣件进行验收。

第2 阶段：在支撑架架体搭设完毕梁板底模支设前，对其立杆间距、垂直度和步距、剪刀撑、顶托、钢管、扣件进行验收。

第3 阶段：模板施工完毕混凝土浇筑前，对其立杆间距、垂直度和步距、剪刀撑、顶托、钢管、扣件、对拉螺杆、层板和木方进行验收，验收合格后方可进行下一道工序。

3.3 混凝土浇筑

本工程高大模板支撑体系区域内的先浇筑竖向混凝土构件（框架柱）和架体为实现有效、可靠地连接，为确保大梁支架均匀受力，楼板区域采用两端对称浇筑，大梁采用从中部向两边扩展的方式对称浇筑，确保支撑系统均匀受力。

大梁实行分层浇筑，分层厚度≤400 mm，且需控制浇筑速度，保证混凝土浇筑层与层之间的间歇能满足浇筑的连续性要求，在下层混凝土初凝前完成上层混凝土浇筑。此外，严格控制模板上混凝土的卸料堆积厚度和工作人员的聚集程度。

3.4 架体监测

各梁跨度中间设置1 个监测点，进行架体沉降、垂直度观测。监测点标高为+1.0 m，用红油漆做△标示。在混凝土浇筑过程中，对各监测点进行模板架体的沉降观测。架体立杆垂直度用吊线进行监测（附监测点平面、立面图）。在混凝土浇筑过程中，每隔2 小时监测1 次，应一直监测到混凝土终凝。在监测过程中，如发现模板沉降或架体变形较大时应停止浇筑，采取措施处理后方可继续进行混凝土浇筑。

4 结语

该工程于2015 年9 月顺利完工，施工过程中扣件式钢管高大模板支撑体系搭设、混凝土浇筑施工32 次，作业期间，自始至终未发生安全事故、质量事故，并且该项目荣获当地“安全文明标准化示范工地”称号。

实践证明，在严格遵守相关规范及管理规定的基础上，加强技术措施：合理设计模架受力体系、严格审批论证、逐级交底到位；抓管理落实：杜绝人的不安全行为、物的不安全状态，落实各项验收及问题整改制度；重过程监控：定时、定人做好施工监测；保证资金投入。以此可确保扣件式钢管高大模板支撑体系的施工安全，本文研究成果可为类似工程提供一定参考。